電路板設計需要預留板邊及溝槽給router(路徑切割機/成型機)?

router machine(電路板路徑分板切割機)

之前有網友問到Router(路徑切割機,成型機)如何裁切(de-panel)電路板連板?以及電路板的設計是否需要預留板邊(break-away)給Router機器等問題?工作熊想了一下,認為之前的回答可能太過於簡單,於是這裡我決定用更多的篇幅來說明這個問題。

如果你還不清楚電路板為何要做拼板然後在分板,請參考【名詞解釋:PCB生產為什麼要做拼板(panelization)及板邊?】一文。







Q1:使用Router切割機來切割連板時,連板的板邊需要預留V-Cut之類的溝槽嗎?

A1:在回答這個問題之前,必須先澄清為何有些板子需要預留板邊?這是因為電路板自動化組裝製程中會利用到鏈條(chain)之類的機械裝置來傳送電路板組裝的半成品,先自己在腦海中想看看或實際到現場去看一下,電路板如何從錫膏印刷傳送到打件機/貼件機(Pick & Place machine),又如何通過迴流焊爐(reflow oven),這些傳送裝置幾乎都是使用鏈條來完成的,而且鏈條一定都設置在板子前進的左右兩端,而這也是電路板需要板邊的最大原因,因為以目前的機構技術,零件是不允許被放置在有使用鏈條的地方,而且還得將零件放在離鏈條邊緣一定距離以上的地方,才不至讓零件被鏈條打落或影響其可靠度。另外一個會使用到板邊的裝置是存放電路板的料架(Magazine Rack),它利用多個槽狀插口來存放組裝好的電路板。

所以,如果貴公司的電路板組裝完全不需要用到鏈條來傳送電路板,也不需要用到 magazine rack,那貴公司的電路板為何需要板邊?不過這似乎有點不切實際就是了,比較有機會可以節省板邊的情況,通常是板子上面空間足夠,所有的零件都可以避讓出鏈條的位置,這樣就不需要使用板邊了,不過還是得衡量有些打件機/貼件機會有挖孔定位之類的特殊需求。

所以回來回答使用Router機器切割連板時,連板的板邊需要預留V-Cut之類的溝槽嗎?使用Router機器切割連板,需不需要留板邊就得視上面回答的情況而定,至於需不需要留V-cut的溝槽,肯定是不需要的,因為Router機器使用電腦預設的路徑來定義切割分板,它並不是靠V-cut之類的溝槽來定位的,所以問題來了,既然是電腦定位,那每次切割的路徑就會一模一樣,至少大致上是如此啦!所以我們必須要為使用Router機器切割分板的電路板準備一個固定的治具,讓電路板切割分板時都會出現在固定的位置,免得Router機器切錯了位置。

Q2:Router機器的電路板固定治具有何需求?

A2:使用Router機器來切割電路板時需要使用固定治具讓每次切割的位置一致,而且Router使用類似銑刀之類的刀頭,而且切割的時候刀頭深度必須要大於電路板的厚度,所以電路板的切割路徑上最好預留一些已經鏤空的空間,讓銑刀可以事先放置到固定深度才開始切割,而且治具還必須要避讓銑刀的行走路徑,以免銑刀直接切割到治具,造成治具或銑刀損壞。另外,切割分板的時候還必須要固定每片單板,目的是避免所有的板間接板都切除之後,單板直接掉落治具間的問題;另一個固定單板的目的,是因為銑刀切割行走的時候,會有一個向外甩的力量,如果單板沒有被固定,就會偏斜,至造成切壞板子的問題。

由於大部分的電路板都會設計有螺絲孔或是其他圓孔,所以大部分的治具都是使用定位柱來穿過這些圓孔來固定單板的。如果真的無法設計圓孔於單板內,也可以考慮使用電路板的外框來固定,但必須特別標注並定義電路板的外框尺寸及公差,而且最少需要有三個點以上才可以確實固定住電路板。

左圖:Router切割機的萬用固定治具,上面設計了許多的定位柱來固定電路板。
右圖:Router切割機的萬用固定治具上的定位柱局部放大圖,可以看到定位柱的端點作成錐狀來方便取放及拿取電路板。

Router切割機的萬用固定治具,上面設計了許多的定位柱來固定電路板。Router切割機的萬用固定治具上的定位柱局部放大圖,可以看到定位柱的端點作成錐狀來方便取放及拿取電路板。


延伸閱讀:
電路板去板邊—V-Cut 分板機
電路板去板邊—Router 切割機
電子製造工廠如何產出一片電路板




訪客留言內容(Comments)

router我們習慣叫成型機(成形機),
洗刀我們習慣叫銑刀。

謝謝「銀河漂流」的指教,老實說【銑】這個字我用拼音一直找不到,原來拼音的時候要拼ㄒㄧㄢˇ啊!
文章裝已經改過來囉!其它篇找機會也來改一改好了。


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